Hana ke kala i ka wela?

1. ʻO ka hōʻuluʻuluʻana

ʻAe - he mea hoʻokele wela maikaʻi ke kālā. Ma waena o nā metala ʻenekinia pāʻoihana, loaʻa iā ia ka conductivity thermal kiʻekiʻe loa ma ka lumi wela, He mea kūikawā ia no ka lawe ʻana i ka wela ma nā unahi liʻiliʻi.

Hoʻopili ʻia kēlā pōmaikaʻi i ka hoʻomaʻamaʻa ʻana e ke kumukūʻai, noʻonoʻo mechanical/chemical a me ka ʻoiaʻiʻo o ka liʻiliʻi o ka alloying, palau, a i ʻole nā ​​hemahema microstructural e hōʻemi nui i ka hana wela.

Ka hoʻomaopopo ʻana i ke kumu e hoʻokele maikaʻi ai ke kālā—a pehea e helu ai, ana, a me ka hoʻolālā ʻana me kēlā waiwai—pono ke nānā ʻana i ka hoʻoili wela i hoʻokele ʻia e ka electron, ka pilina ma waena o ka uila a me ka wela, a me nā palena honua maoli.

2. ʻO ka ʻepekema o ka lawe ʻana i ka wela - no ke aha he mea hoʻokalakupua wela ke kālā

ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka hiki o ke kālā ke lawe i ka wela, pono ke nānā ʻana i nā mea lawe microscopic o ka ikehu wela i loko o nā mea paʻa a pehea e makemake ai ke ʻano atomika a me ka uila o ke kālā i kā lākou lawe ʻana..

I nā metala, lawe nui ʻia ka wela e nā electrons mobile, me nā haʻalulu lattice (phonon) pāʻani i kahi kūlana lua.

ʻO ke kala uila, ʻO ka paʻi aniani a me ka hoʻopuehu haʻahaʻa haʻahaʻa e hui pū i ka lawe ʻana i ka wela uila, e hana ana i kekahi o na mea wela nui loa o kekahi mea.

ʻO ke ʻano atomika a me ka uila e hiki ai ke lawe

Dala (Alaika, Z = 47) Loaʻa iā ia ka hoʻonohonoho valence [Kr]4d¹⁰5s¹. ʻO ka 5s electron hoʻokahi no ka atom ua nawaliwali wale nō ia a kōkua koke i ke kai o nā electron conduction e hoʻopuni ana i ka metala..

ʻElua mau hiʻohiʻona hoʻolālā ke kikowaena:

• Loaʻa kiʻekiʻe free-electron. Hāʻawi kēlā me kēia Ag atom i nā electrons conduction, no laila, nui ka nui o ka helu electron (ke kauoha o 10²⁸ electrons·m⁻³).
  Hāʻawi kahi kiʻekiʻe kiʻekiʻe o nā mea lawe kelepona i kahi mana nui no ka lawe ʻana i ka ikehu uila.
• Lattice kristal piha piha. ʻO ke kala crystallize i loko o ka cubic alo (Fcc) Lattila.
  ʻO ke kiʻekiʻe symmetry a me ka paʻi paʻa e hōʻemi i ka maʻi static lattice a hāʻawi i ka lōʻihi, nā ala ala ʻole no ka neʻe electron.
  ʻO kēia mau mea e hōʻemi i ka hoʻopuehu electron mai ka lattice a e ʻae i ka electron lōʻihi i nā ala kaʻawale ma nā kūlana ambient..

ʻO nā mīkini hoʻoili wela nui ma ke kālā

Hoʻomaka ka hoʻoili wela i nā metala ma nā ʻano hana ʻelua: nā electrons a me nā pono.

I loko o ke kālā, ʻoi aku ka nui o ka uila.

• Ka hoʻoheheʻe uila (mana nui). Hoʻonui ka wela wela i ka ikehu kinetic o nā electrons conduction; lawe koke kēia mau electrons ikaika i ka ikehu ma o ka lattice ma ka neʻe ʻana a me ka hoʻopuehu ʻana, ka hoʻoili ʻana i ka ikehu i nā electrons ʻē aʻe a i ka lattice.
  No ka mea, loaʻa i ke kālā ke kiʻekiʻe electron density a me ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa electron-scattering rates (i ke kūlana kiʻekiʻe, mea haumia haʻahaʻa), ʻO ka lawe ʻana i ka wela uila ka helu no ka nui o ka conductivity thermal-maʻamau ma ke kauoha o 80-95% i nā conductors maikaʻi..
• Ka lawe ʻana i ke kelepona (lua). Ponopono (quanta of lattice vibration) also lawe wela, akā, i loko o ka metala me nā electrons manuahi he haʻahaʻa kā lākou hāʻawi.
  Kākoʻo ka lattice kālā FCC i ka hoʻolaha phonon me ka haʻahaʻa haʻahaʻa, no laila, hoʻohui nā phonon i kahi ʻāpana hiki ke ana akā ʻoi aku ka liʻiliʻi i ka holoʻokoʻa wela.

Hoʻohui ʻia kēia mau haʻawina ʻelua: nā mea e hoʻonui ai i ka hoʻopuehu electron (palau, 'āke, nā palena nui, huehaia) e ho'ēmi i ka lawe wela uila a no laila ka holoʻokoʻa wela;

like like, Hoʻopili ka phonon scattering i ka hana wela ma nā haʻahaʻa haʻahaʻa a me nā mea kīnā ʻole a i ʻole nā ​​​​mea i hoʻohui ʻia.

Hana nui a me ka pōʻaiapili hoʻohālikelike

Hoʻohālikelike ka wela wela kkk i ka hiki ke lawe i ka wela (ʻāpana W·m⁻¹·K⁻¹).

I ka lumi lumi (≈298 K) hōʻike ʻia ke kālā puʻupuʻu maʻemaʻe kiʻekiʻe i kahi conductivity wela o kahi kokoke 429 W · m⁻¹ · ke⁻¹, ka waiwai kiʻekiʻe ma waena o nā metala ʻenekinia maʻamau.

No ka ʻike:

• Liulaala: ≈ 401 W · m⁻¹ · ke⁻¹
• Gula: ≈ 318 W · m⁻¹ · ke⁻¹
• Aluminum: ≈ 237 W · m⁻¹ · ke⁻¹

3. Nā mea e hoʻopili ai i ka hoʻoili wela o ke kālā

ʻOiai ʻo ke kālā elemental ka mea kiʻekiʻe loa o ka conductivity thermal o nā metala maʻamau, ʻO kāna hana kūpono e hilinaʻi nui ʻia i ke kūlana waiwai a me nā kūlana lawelawe.

Maʻemaʻe - pehea e hoʻohaʻahaʻa ai nā haumia i ka lawe ʻana

ʻO ka hoʻoheheʻe wela i ke kālā he mea uila nui loa: lawe nā electron conduction i ka hapa nui o ka wela.

ʻO kēlā me kēia ʻātoma ʻē a i ʻole ka haumia i hoʻoheheʻe ʻia e hoʻopilikia i ka hiki i kēlā me kēia manawa o ka lattice cubic alo a hoʻonui i ka hoʻopuehu electron.. ʻO nā hopena mua ʻelua:

• ʻO ke ʻano o ka electron hoʻemi ʻia ke ala manuahi. Hana ʻia nā ʻātoma haumia e like me nā kikowaena hoʻopuehu; Hiki i nā hoʻohui ppm-level ke hoʻopōkole i ka mamao e hele ai ka electron ma waena o nā hanana hoʻopuehu, hoʻohaʻahaʻa haʻahaʻa wela.
• ʻO ka lattice distortion a me ka hana hemahema. Hoʻokomo nā mea haumia pani a i ʻole interstitial i ke koʻikoʻi kūloko (hakahaka, huehaia) ʻo ia ka mea e hoʻonui ai i ka phonon a me ka hoʻopuehu electron.

Ka hopena kūpono: kiʻekiʻe-maʻemaʻe "maikaʻi" kala (≥99.99%) pili i ka conductivity intrinsic o ka mea (~429 W·m⁻¹·K⁻¹ ma 25 ° C).

Hoʻemi nā mea hoʻohui pāʻoihana i kēlā helu - no ka laʻana, sterling kālā (~92.5 % Alaika, 7.5 % Cu) loaʻa i ke ana ka wela wela ma ke kauoha o ~360–370 W·m⁻¹·K⁻¹, he kulu ma kahi o 15-20% pili i ka Ag maʻemaʻe, no ka mea keleawe a me ka hoʻopuehu ʻana.

Kaulana wela

ʻOkoʻa ka manaʻo wela o ke kālā me ka wela no ka mea e loli ana nā mīkini hoʻopuehu me ka ikehu wela:

• ʻO ke aupuni cryogenic (kokoke 0 K): He mea liʻiliʻi ka hoʻopuehu ʻana a ua hoʻolōʻihi ʻia nā ala kaʻawale electron;
  piʻi ʻoi aku ka wela o ke kālā maʻemaʻe i nā wela haʻahaʻa (nā kauoha o ka nui ma luna o nā waiwai wela lumi no ka maʻemaʻe loa, nā mea hoʻohālike maikaʻi).
• ʻOihana lumi (~300 K): ʻO ka hoʻopuehu electron-phonon ka mea hoʻohana palena palena nui a kokoke i ka waiwai i ʻōlelo ʻia maʻamau o ≈429 W·m⁻¹·K⁻¹ no ke kālā maʻemaʻe kiʻekiʻe..
• Nā wela kiʻekiʻe: Ke piʻi aʻe ka mahana, E ulu ana nā amplitudes phonon a e hoʻoikaika ana ka hoʻopuehu electron-phonon, no laila, hāʻule ka thermal conductivity.
  Ma nā wela kiʻekiʻe loa ka emi ʻana; ʻo ka pihi pololei e pili ana i ka maʻemaʻe a me ka microstructure, akā, e manaʻo nā mea hoʻolālā e haʻahaʻa loa ka kkk ma nā haneli degere Celsius ma mua o nā kūlana ambient.

He mea nui ka hoʻomaopopo ʻana i ka hilinaʻi ʻana i ka wela ke kuhikuhi ʻia ke kālā no ka hoʻoheheʻe wela cryogenic (kahi kūlana kūikawā) a i ʻole nā ​​noi wela kiʻekiʻe (kahi e hōʻemi ai ka maikaʻi ma mua o nā metala ʻē aʻe).

ʻO ka hana mīkini a me nā hopena microstructure

Hana anu, hapa, a ʻo ka mokuʻāina microstructural hopena e hoʻololi i ka conductivity thermal ma o ka hoʻonui ʻana i ka nui o nā hemahema:

• Ke hana anuanu (Kauwili, hukiʻulu): Hoʻopuka i nā dislocations, ʻano ʻano subgrain a me nā hua elongated;
  ʻO kēia mau hemahema he mau wahi hoʻopuehu hou a hoʻemi maʻamau i ka conductivity thermal e ka pākēneka ana (maʻa mau i ka liʻiliʻi a i ʻole ka hapa pakeneka e pili ana i nā mea annealed, ma muli o ka pae deformation).
• Ka nui o ka palaoa a me ka palena o ka palaoa: Hoʻonui ka nui o nā hua liʻiliʻi i ka nui o ka palena ʻāina; ʻO nā palena o ka palaoa kaohi i ka holo ʻana o ka electron a hoʻokiʻekiʻe i ka pale wela.
  Lihua, ʻO nā kīʻaha equiaxed i hana ʻia e ka recrystallization a me ka annealing e hōʻemi i ka hoʻopuehu palena a hoʻihoʻi i ka conductivity.
• ʻO ka Annealing a me ka recrystallization: Hoʻopau nā anneal wela kiʻekiʻe i nā hemahema hana anuanu a ulu i ka palaoa, ho'iho'i hou 'ana i ka halihali wela kokoke-intrinsic inā 'a'ohe ho'oka'awale haumia nui.

I ka hoʻomaʻamaʻa, ʻO nā kaʻina hana e pili ana i ka hana anu nui e koi i nā anneals i hoʻomalu ʻia inā he koʻikoʻi ka hana wela.
Nānā microstructural (ka nui o ka palaoa, dislocation density) no laila he ʻāpana o ka mana maikaʻi no nā noi wela.

Alloying - nā kālepa ma waena o ka halihali wela a me nā waiwai ʻē aʻe

ʻO ka hoʻohui kālā he hoʻolālā hana maʻamau e hoʻomaikaʻi i ka ikaika mechanical, hālulu, ʻaʻahu kūʻē a i ʻole ka hana ʻino, akā, ʻo ke kālepa-off ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa:

• E hoʻoheheʻe ʻia: Nā hoʻohui liʻiliʻi o nā mea e like me Cu, Hoʻemi ka Pd a i ʻole Zn i ka kkk no ka mea hoʻopuehu kēlā me kēia atom solute i nā electrons conduction.
  Hoʻohālikelike ʻia ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka neʻe ʻana o ka solute ma nā pae haʻahaʻa a hiki ke ʻoi aku ka nui inā hoʻokumu ka solute i nā ʻāpana ʻāpana lua..
• Nā laʻana maʻamau: Sterling kālā (Ag–7.5% Cu) a he nui nā mea hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole nā ​​​​mea hao e hōʻike ana i nā conductivity haʻahaʻa ma mua o Ag maʻemaʻe;
  ʻO nā ʻāpana uila Ag-Pd kūikawā i hoʻohana ʻia no nā pilina e kaumaha pū ana i ka conductivity thermal no ka paʻakikī a me ke kūpaʻa pili.
• ʻO nā kuʻikahi kumu: Ke koho nei nā mea ʻenekinia i nā alloys i ka wā e paʻa ai ka mīkini, ʻoi aku ka nui o ke kūʻai ʻana a i ʻole ke kumu kūʻai ma mua o ke koi no ka conductivity wela kiʻekiʻe loa.

4. Kālā vs. nā mea ʻē aʻe - kahi loiloi hoʻohālikelike o ka conductivity thermal

No ka hoʻoholo ʻana i ka pono o ke kālā ma ke ʻano he mea hoʻoheheʻe wela, pono e hoʻohālikelike ʻia me ka nui a me ka contextual me nā metala ʻē aʻe., alloys, nā mea hui a me nā metala ʻole.

ʻO ka hoʻoili wela kkk (W · m⁻¹ · ke⁻¹) ʻo ia ka metric maʻamau, akā pili nō hoʻi ke koho kūpono i ka paʻa, kaha wela (ma o ka diffusivity wela), Nā Pīkuhi Propertinies, kumukūʻai a me ka hana ʻana.

Hāʻawi ka papa ma lalo i nā mea hoʻokele wela lumi lumi no nā mea maʻamau; ma hope o ka papaʻaina, hōʻuluʻulu au i nā hopena kūpono.

Nānā

Kūleʻa ke kālā ma ke ʻano he mea lawe wela maikaʻi loa ma waena o nā metala elemental, akā, ʻaʻole i koho ka ʻenekinia maoli i nā mea ma kkk wale nō.

ʻO ke keleawe ka koho nui i ka wā kūʻai, manaʻo ʻia ka ikaika a me ka loaʻa; koho ʻia ka alumini no nā ʻōnaehana māmā; hoʻohana ʻia nā mea hoʻohui a me nā mea hoʻohui i ka wā e pono ai ka pale ʻana i ka corrosion a i ʻole formability.

Hoʻohiki ʻo Graphene a me nā mea hou ʻē aʻe i nā conductivity intrinsic maikaʻi loa, akā, ʻo ka hoʻohui ʻana a me nā pale kumu kūʻai ke ʻano o ke kālā a me kāna mau pani pono (ke keleawe nui) e noho mau i nā mea hana o ka hoʻokele wela i ka hapa nui o nā noi.

5. Nā ʻano ana a me nā hopena hoʻokolohua maʻamau

Nā ala hoʻokolohua maʻamau:

• Laser Flash (kuewa) ʻano hana: Ke ana i ka diffusivity wela; hui pū me ρρρ a me cpc_pcp e hāʻawi kkk. Maʻamau no nā metala a me nā seramika.
• Paʻa wela mālama ʻia / kahe wela radial: Ana kkk pololei no na mea nui.
• 3-ʻano omega: Pono pono no nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi a me nā laʻana liʻiliʻi.
• ʻEhā mau manaʻo + Wiedemann–Franz: E ana pono i ka resistivity uila a koho i ka kkk me ke kanawai WF (pono no ka hoʻohālikelike a i ʻole ke paʻakikī ka hoʻāʻo wela).

ʻOiaʻiʻo hoʻokolohua maʻamau: nui, Anned, ʻO ke kālā maʻemaʻe kiʻekiʻe ma ka lumi wela nā hua i ana ʻia kkk ≈ 420–430 W·m⁻¹·K⁻¹.

ʻOi aku ka liʻiliʻi o nā ʻano mea hoʻomaʻemaʻe haʻahaʻa (pinepine he ʻumi pākēneka haʻahaʻa).

6. Nā hoʻohana maʻamau o ka hoʻoili wela o ke kālā

ʻO ka hui pū ʻana o ke kālā me ka hoʻoili wela kiʻekiʻe, ʻO ka conductivity uila maikaʻi a me nā waiwai kino maikaʻi e hoʻohana ia i ka niche, hana kiʻekiʻe ka hoʻokele wela ma waena o nā mea uila, AerERPPACE, olakino, nā ʻāpana ʻenehana a me nā ʻenehana hou.

Mea uila a me semiconductor

Hoʻopuka nā mea uila i ka wela nui e pono e wehe pono ʻia e mālama i ka hana a me ke ola.

Hoʻohana ʻia ke kālā ma kahi o ka hoʻoili wela, pono ke kū'ē ha'aha'a a i'ole nā ​​mea'elua:

• Nā mea hoʻohui wela a me nā paʻi: Hāʻawi nā TIM i hoʻopiha ʻia i ke kālā i nā conductivity wela ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka polymer-only pastes (ʻO nā TIM piha maʻamau mai kahi mau ʻumi a ~100 W·m⁻¹·K⁻¹), ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kahe wela ma waena o nā chips a me nā heatsinks.
• Inika conductive a me ka uhi: Hāʻawi nā ʻīnika i hoʻokumu ʻia i ke kālā a me nā ʻāpana metallization i ka manawa like me ka hoʻokele uila a me ka wela no ka hoʻolaha ʻana o ka wela kūloko ma nā substrate kaapuni..
• Nā pūʻolo LED a me nā mea mana kiʻekiʻe: Hoʻohana ʻia nā mea i hoʻopaʻa ʻia i ke kālā a i ʻole ke kala e huki i ka wela mai nā hui semiconductor, e ho'ēmi ana i ka hoʻokumu ʻana o ka piko pele a me ka hoʻonui ʻana i ke ola o ka mīkini.

Aerospace a me ka mokulele

Ke kaumaha, ʻO ka hilinaʻi a me nā kaiapuni koʻikoʻi i ka aerospace e hōʻoiaʻiʻo i nā mea waiwai ke koʻikoʻi ka hana wela:

• Lako hoʻomalu wela: Hōʻike ʻia nā ʻāpana kala a me nā ʻāpana i nā radiators, nā mea hoʻololi wela a me nā kaula wela kahi e pono ai ka lawe ʻana i ka wela a me nā ala wela kūpaʻa.
• Nā kaapuni hoʻoluʻu wela kiʻekiʻe: I loko o nā ʻōnaehana hoʻoluʻu kūikawā a i ʻole ka mana, kōkua ka conductivity o ke kālā i ka wehe ʻana i ka wela mai nā mea koʻikoʻi, hoʻomaikaʻi i nā palena wela.
• Pūnaehana cryogenic: Ma nā haʻahaʻa haʻahaʻa, ʻo ka conductivity o ke kālā a me ka lawe ʻana i ka electron-domined e lilo ia i mea hoʻoheheʻe wela maikaʻi loa no nā mea kani cryogenic a me nā mea ʻike..

Nā Pūnaewele Pūnaewele

Hoʻopili ka hoʻoili wela o Silver i nā waiwai ʻē aʻe (Keia Riana, hana antimicrobial) i kekahi mau noi lapaʻau:

• ʻO ka hoʻopau wela a me nā mea hana electrosurgical: Hāʻawi nā electrodes kala a me nā conductors i hilinaʻi, ka hāʻawi ʻana i ka wela kūloko me ka diffusion thermal i hoʻomalu ʻia.
• Kiʻi a me nā mea hana diagnostic: Kōkua nā mea kālā i ka hoʻopau ʻana i ka wela mai nā mea ʻike, nā uila uila a me nā subsystem RF e mālama i ka paʻa a hōʻemi i ka walaʻau wela.
• ʻO nā lako hoʻomaʻemaʻe a me nā mea hana: I nā kūlana i hui pū ʻia ka hoʻokele wela a me ka maʻemaʻe, Hiki ke hoʻohana maikaʻi ʻia nā ʻāpana kālā a i ʻole nā ​​​​palapala ke hui pū me ka hoʻopau kūpono a me ka hoʻomaʻemaʻe.

Nā hana ʻoihana a me ka hana ʻana

Ma nā ʻoihana ʻoihana, hoʻohana ʻia ke kālā ma kahi e pono e hoʻoneʻe koke ʻia ka wela, a i ʻole kahi i hui pū ʻia ai nā waiwai uila/thermal e hiki ai i nā pono kaʻina hana:

• ʻO nā mea hoʻololi wela a me nā mea i uhi ʻia: Hoʻohana ʻia ka plating kala a i ʻole ka hoʻopaʻa ʻana no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻoheheʻe wela kūloko a hōʻemi i nā wahi wela i ka hana kemika, nā lako hana hoʻokolohua a me nā mea hana wela pololei.
• Mea paahana a me ka hoʻopili ʻana: Hoʻohana ʻia ke kālā no nā pilina wela, make a i ʻole nā ​​electrodes i nā kaʻina hana e pono ai ka hāʻawi like ʻana i ka mahana a me ka pane wela wikiwiki.
• Mea kuke kūikawā a me nā lako hale hana: Ma kahi e pono ai ke kaulike o ka wela, Hoʻohana ʻia nā mea kālā a i ʻole nā ​​​​mea i uhi ʻia i ke kālā ʻoiai ke kumu kūʻai a me nā kālepa mechanical.

Pūnaehana ikehu hou

Hoʻopili ka mana wela i ka pono a me ke ola o nā ʻenehana hou; hoʻohana ʻia ke kālā ma kahi e hāʻawi ai kāna mau waiwai i nā pono ʻōnaehana hiki ke ana:

• Photovoltaics: ʻO ke kālā kahi mea hana metala nui no ka nui o nā cell solar; ma mua o ka hoʻokele uila, ʻO nā ala kālā a me nā mea pili e kōkua i ka hoʻolaha ʻana i ka wela mai nā wahi kiʻekiʻe, ka hoʻēmi ʻana i ka overheating kūloko.
• Ka uila uila a me nā mea hana: Hoʻopili ʻia nā mea hoʻopili kālā a me nā mea hoʻokele i nā mea hana, nā mea hoʻohuli a me nā mea hana mana e hoʻomaikaʻi i ka hoʻokele uila a me ka hoʻoheheʻe wela ma lalo o ka haʻahaʻa kiʻekiʻe.

7. ʻO nā kuhi a me nā kuhi hewa e pili ana i ka hoʻoili wela o ke kālā

ʻO ka maikaʻi o ke kālā ma ke ʻano he mea hoʻokele wela koʻikoʻi i hoʻopuka i nā mea maʻalahi.

Ma lalo wau e hoʻoponopono i nā kuhi hewa maʻamau a wehewehe i nā palena kūpono maoli a me nā nuances.

7.1 Myth — "ʻO ke kālā ka mea hoʻokele wela maikaʻi loa ma lalo o nā kūlana āpau"

ʻOiaʻiʻo: Hōʻike ke kālā i ka hoʻoili wela nui loa o nā metala elemental maʻamau i nā wela ambient, akā, ʻo kēlā kūlana kiʻekiʻe e pili ana i ka pōʻaiapili.

I nā mahana cryogenic, kekahi mau mea kalapona i hana ʻia a me nā ʻōnaehana phonon-dominated (a me kekahi mau mea superconducting i nā regime kūikawā) hiki ke hoʻokō i ke kālā nui.

I nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe, ke emi loa nei ka hana wela o ke kala ma muli o ka hoʻonui ʻana i ka hoʻopuehu electron-phonon; ʻO kekahi mau seramika refractory e mālama i ka conductivity thermal kiʻekiʻe i ka wela loa.

No laila, pono ke koho ʻana i nā mea waiwai me ka pae wela o ka hana a me ke kaiapuni, ʻaʻole hoʻokahi lumi-mehana pae.

7.2 Moʻolelo - "Ua like ka conductivity thermal o Silver i kona conductivity uila"

ʻOiaʻiʻo: Hoʻopili pili nā mea wela a me nā uila i nā metala-ua lawe nui ʻia lāua ʻelua e nā electrons conduction-akā, he mau waiwai kino ʻokoʻa lākou..

Hoʻopili ka pilina Wiedemann–Franz iā lākou ma o ka mahana a me ka helu Lorenz, hāʻawi i kahi kūpono kūpono.

Eia nō naʻe, ʻO ka lawe ʻana i ka wela i loko o nā mea maoli e komo pū me kahi haʻawina phonon a pili i nā kaʻina hoʻopuehu like ʻole (electron-phonon, electron-mea haumia, palena palaoa).

No laila, ʻaʻole like nā mea ʻelua me nā conductivities uila like i ka hana, a me nā ʻokoʻa mai ke kānāwai kūpono i ka wā microstructure, hoʻopili a i ʻole nā ​​hopena wela.

7.3 Myth — "Hoʻolilo ke kala kala i kekahi substrate e like me ka thermally conductive e like me ke kālā nui"

ʻOiaʻiʻo: Hiki i ka uhi kala lahilahi ke hoʻomaikaʻi i ka conductance o ka ʻili a hoʻemi i ka pale ʻana, akā, ʻaʻole ia e hāʻawi i ka hana wela kālā nui i ka ʻāpana lalo.

ʻO ke kahe wela maikaʻi ma o kahi hui paʻa e pili ana i ka mānoanoa o ka papa kālā, kona hoomau ana, a me nā mea wela o ka substrate.

No nā pāpale lahilahi (Micrometers), ʻO ka conductivity o ka substrate e hoʻomalu nui i ka hoʻoili wela; ʻO nā pale mānoanoa wale nō a i ʻole nā ​​ʻāpana kālā piha e pili ana i ka kkk intrinsic o ke kālā.

7.4 Moʻolelo - "He palupalu loa ke kālā no ka hoʻohana wela ʻoihana"

ʻOiaʻiʻo: He palupalu ke kala maʻemaʻe, akā, hoʻohana mau ka ʻenekinia hana i nā ʻāpana kālā i hoʻoikaika ʻia a me nā platings no ka hoʻokō ʻana i nā koi mechanical me ka mālama ʻana i ka hoʻokele wela maikaʻi.

Alloying me ka liʻiliʻi o ke keleawe, palladium a i ʻole nā ​​mea ʻē aʻe, a i ʻole ka hoʻohana ʻana i nā lāʻau lapaʻau, hoʻonui i ka paʻakikī a me ke kū'ēʻana.

I nā noi he nui, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana wela o ke kālā i hoʻohui ʻia a i hoʻopaʻa ʻia paha i mea e hōʻoiaʻiʻo ai i kona hoʻohana ʻana i ke kaulike ʻana me ka noʻonoʻo ʻana i nā mīkini a me nā kumu kūʻai..

8. Nā hopena

Hana kala kala mehana? ʻOiaʻiʻo - ʻo ke kālā kekahi o nā mea hoʻokele metala maikaʻi loa o ka wela.

Ma muli o ke kumukūʻai a me ke kālepa mechanical (palupalu), hoʻohana koho ʻia ke kālā - ma nā noi kahi i ʻoi aku ka maikaʻi o ke keleawe ma mua o ke keleawe e hōʻoia ai i ka uku a i ʻole kona uila, koi ʻia nā waiwai kemika a i ʻole biocompatible.

Ke hoʻomau nei nā holomua i ka ʻepekema waiwai a me ka ʻenekinia nanoscale e hoʻonui i ka pono o ke kālā, akā, ʻo ke koho kūpono o nā mea wela e noho ana i ke kaulike ʻenekinia ma waena o ka hana wela, nā koi mechanical a me ke kumukūʻai.

 

FaqS

Ua ʻoi aku ka maikaʻi o ke kala ma mua o ke keleawe?

ʻAe. Nui, ʻO ke kālā maʻemaʻe kiʻekiʻe he lumi-mahana thermal conductivity ≈ 429 W · m⁻¹ · ke⁻¹, hoohalikeia me ≈ 401 W · m⁻¹ · ke⁻¹ no ke keleawe - he haahaa (~7%) pono.

Inā maikaʻi ke kālā, no ke aha i hoʻohana ʻole ʻia ai ma nā wahi āpau?

Kālā, loaʻa a me nā waiwai mechanical (ʻoi aku ka palupalu o ke kālā) e hana i ke keleawe ka mea makemake, koho kūpono no ka hapa nui o nā hana hoʻokele wela.

Mālama ʻia ke kālā no niche, paʻakikī hana, a i ʻole nā ​​hana multifunctional.

Pehea ka hopena o ka wela i ka conductivity thermal o ke kālā?

Pili ka wela wela: piʻi i ka haʻahaʻa loa (Cessogen) nā mahana no ka mea maʻemaʻe, e pili ana 429 W · m⁻¹ · ke⁻¹ kokoke 25 ° C, a emi iho i nā wela kiʻekiʻe (ʻoi aku ka nui ma luna o kekahi mau haneli °C).

E mālama like nā ʻāpana kālā a i ʻole ka hoʻopaʻa ʻana i ke kālā me ke kālā maʻemaʻe?

ʻAʻole. Hoʻonui ka huila a me ka haumia i ka hoʻopuehu electron a me ka phonon a hoʻemi i ka conductivity (E.g., kala kala ≈ 360–370 W·m⁻¹·K⁻¹).

Hoʻomaikaʻi ka hoʻopili ʻana o ka ʻili a me ke kūpaʻa pili ʻana akā ʻaʻole e hoʻololi i kahi substrate haʻahaʻa haʻahaʻa i ke kālā nui.

Hoʻopili ʻia ka conductivity thermal i ka conductivity uila?

ʻAe — i loko o nā metala pili pili nā mea ʻelua ma o ke kānāwai Wiedemann–Franz; ua hoʻomalu ʻia ʻelua e ka lawe uila manuahi.

Eia nō naʻe, Hiki i nā mīkini hoʻopuehu like ʻole a me nā haʻawina phonon ke hoʻokaʻawale i ka pilina kūpono i nā mea maoli.

Hiki ke hoʻohana ʻia ke kālā ma nā wela kiʻekiʻe?

Hiki iā ia, aka, ua emi kona pono me ka wela no ka nui o ka hoopuehu.

Ma ka wela wela a i ʻole ka ʻenekini abrasive e noʻonoʻo maʻamau i nā alloys, nā uhi a i ʻole nā ​​mea ʻē aʻe e hoʻohālikelike maikaʻi i ka wela, nā koi mechanical a me ka waiwai.